Антропогенные воздействия на литосферу и ее защита

Основные понятия о литосфере и почве

Литосфера (литос – камень, шар, сфера) - верхняя оболочка твердой Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли. Мощность литосферы от 50-200 км (рис. 5.2.).

Рисунок 5. 2. Схема внутреннего строения планеты Земля.

Литосфера является базовой подсистемой биосферы и служит основным поставщиком минерально-сырьевых ресурсов, большая часть которых относится к невозобновимым.

Основные составляющие литосферы - почв, горные породы и их массивы, недра, в настоящее время претерпевают существенные техногенные изменения.

Почва

Почва - поверхностный слой земной коры (от десятков см до 2-3 м, иногда несколько более), большей частью покрытый растительностью и обладающий естественным плодородием. Образуется и развивается почва в результате взаимодействия материнской породы, растительности, животных и микроорганизмов. Почва является самостоятельным образованием и важнейшим компонентом биосферы. Именно почвы обеспечивают биогенными веществами растения, которые кормят весь мир гетеротрофов.

Совокупность почв данной местности составляет почвенный покров. Выделяют множество типов почв, но любая почва состоит из совокупности генетически взаимосвязанных почвенных горизонтов (слоев) и подгоризонтов, сформировавшихся в процессе почвообразования и лежащих друг над другом. В совокупности почвенные горизонты образуют почвенный профиль (от итальян. профило - очертание) под которым понимают - вертикальный разрез почвенной толщи от поверхности до материнской (почвообразующей) породы. Мощность от 10 см до нескольких метров.

В почвенном профиле чаще выделяют три основных горизонта: самый верхний - перегнойно-аккумулятивный (гумусовый А1). В этом горизонте происходит разложение органических веществ (гумификации растительного опада и других биогенных продуктов) и образование гумуса. Ниже следует элювиальный горизонт (А2) (горизонт вымывания). Сюда почвенные грунтовые воды выносят в виде растворов окислы железа, алюминия, а также кальций, натрий, калий и др. Вымывающийся кварц и кремнезем придают белесо-серую окраску этому горизонту. Затем следует - иллювиальный горизонт (А3) (горизонт вмывания). Данный горизонт имеет плотное строение и пониженную водопроницаемость и в нем происходит накопление гумуса, карбонатов, гипса и др. веществ выносимых из выше лежащих горизонтов. Затем располагается уже материнская порода.

Почвенные профили освоенных земель, часто бывает неполными, т.к. обработка почв приводит к смешиванию разнородного материала, а эрозия и дефляция к сносу верхних горизонтов. Особенности строения почвенных профилей, состава и свойств его горизонтов служат основой для классификации почв. Исследования почвенных профилей широко применяются при картографировании почв, разработке агротехнических и мелиорационных мероприятий и т.п.

Раскрыл сущность почвообразовательного процесса, дал определение понятиям почва и почвенный профиль - русский ученый В. В. Докучаев (1846-1903).

Докучаев выделил и основные факторы почвообразования. К ним относятся: материнская порода, растительные и животные организмы, климат, рельеф, время. Позднее перечень факторов пополнили вода и хозяйственная деятельность человека.

Важнейшим свойством почвы является – плодородие, под которым подразумевают совокупность свойств почвы, обеспечивающих биологическую продуктивность естественных фитоценозов и высокую урожайность с/х растений.

Зависит плодородие от оптимального содержания в почве питательных веществ (N,F, C,микроэлементов), степени увлажнения, отсутствия вторичного засоления, процессов эрозии, правильных методов агротехники и т.д.

Плодородие почвы определяют по наличию в ней гумуса (высокомолекулярные темноокрашенные органические вещества почвы). Гумус состоит из гуминовых кислот, образующихся в результате биохимического разложения различных организмов. Скорость накопления гумуса в разных почвах различна (от 0,10 мм/год – солонцы, до 1 мм/год болотные и торфяники).

Количество гумуса в почвах определяется природной зоной, климатом и характером растительного покрова.

Основные типы почв

Подзолистые (37 %). Формируются в условиях умеренно-континентального климата под хвойными и смешанными лесами с моховым, мохово-травяным и мохово-кустарничковым покровом. Распространены в северных районах умеренных широт Европы, Западной Сибири, д. Востока, Сев. Америки. Гумуса 2-4 %. Нуждаются во внесении удобрений и иногда требуют осушения.

Красноземы и желтоземы (19 %). Формируется под широколиственными лесами влажных субтропиков и частично под тропическими саваннами в условиях промывного водного режима. Образуются главным образом на переувлажненных почвообразующих породах богатых железом (причина окраски). Распространены в Восточной Азии, Австралии, Африке, Юж. Америке, на Ю. Европы, Ю.-В. США, в предгорьях Грузии, Азербайджана. Гумуса в верхних горизонтах 6-9 %.

Серо-бурые (17 %). Формируются под субтропической полупустынной и пустынной растительностью. Значительно засолены. Распространены в Средней Азии и Казахстане. Используются главным образом как пастбища. Земледелие возможно только при орошении. Гумуса менее 1 %.

Черноземы (16 %). Распространены в лесостепной и степной зонах умеренных поясов под многолетней травянистой растительностью. Формируются эти почвы при некотором недостатке увлажнения. Цвет обусловлен гуминовыми кислотами Гумуса до 9%. Распространены: Украина, Молдавия, Алтай, Юж. Сибирь, некоторые районы Европы, Китая, Канады, Юж. Америки.

Арктические и тундровые (4 %). Характерны для арктического и тундрового поясов. Имеют пятнистое распространение, развиваясь под куртинами тундровой растительности. Состоят из маломощного горизонта (глубина - 20-50 см), слабо плодородны (гумуса менее 1%). Распространены эти почвы на островах Северного Ледовитого океана.

Почвы Омской области

По наличию типов почв территория Омской области делится на три зоны: южная таежно-лесная, лесостепная и степная.

Таежно-лесная зона имеет наиболее ограниченную площадь сельскохозяйственных угодий - около 600 тыс. га. Эта зона наиболее понижена и заболочена, длительно переувлажнена, грунтовые воды залегают на глубине 1-3 метра. Основной земельный фонд представлен подзолистыми, болотными и луговыми почвами, которые, как правило, кислые, маломощные, с низким запасом гумуса (до 3 %), азота и фосфора.

Лесостепная зона занимает наибольшую часть территории области (51%). В почвенном покрове зоны преобладают лугово-черноземные, черноземно-луговые и луговые почвы, а также комплексы солонцов. Среднее содержание гумуса - 4-5 %. Для сельскохозяйственных нужд в зоне освоено 3 млн. 744 тыс. га земель, в том числе под пашню 56%.

Степная зона занимает всего 8,6% территории области, но она наиболее освоена в сельскохозяйственном отношении и распахана. Распашка земли в отдельных хозяйствах достигает 95%. В земельном фонде степной зоны преобладают черноземы обыкновенные и южные, нередко карбонатные и солонцовые. Количество гумуса - от 4 до 9 %.

На территории Омска выделяют следующие типы почв: серые лесные осолоделые, черноземы обыкновенные, лугово-черноземные, черноземно-луговые, луговые, солонцы, солоди, аллювиальные и болотные и др. В настоящее время благодаря тому, что происходит изменение уровня грунтовых вод, деградация, засоление, переуплотнение, уменьшение мощности гумусного слоя, потеря структуры, изменение сложения почвенного профиля почвы в городе постепенно утрачивают свое естественное сложение.

В Омской области постоянно осуществляется агрохимический контроль за состоянием почв. При этом учитывается содержание гумуса в почве, кислотность, обеспеченность почв фосфором и калием, загрязнение тяжелыми металлами, химическими элементами. Так по данным областной агрохимслужбы практически 87% пахотных земель нуждаются в дополнительном внесении фосфоросодержащих удобрений. Калием почвы области обеспечены значительно лучше. В степной зоне и южной лесостепи 98 % земель имеют высокую и очень высокую обеспеченность. И лишь почвы северной зоны почти на 87 % бедны калием. Ежегодные потери гумуса в результате земледелия составляют 0,4 т/га. На сегодняшний день произошло снижение валовых запасов гумуса в пахотных почвах до 10-15 % от первоначальных (от начала освоения земель), особенно на юге области.

Недостаточно обеспечиваются почвы и органическими удобрениями, необходимыми для поддержания плодородия почвы. Во многих районах области в связи со спадом отрасли животноводства органические удобрения не вносятся в почву на протяжении ряда лет.

В области, насчитывается более 3 млн. га земель, предрасположенных к развитию эрозионных и дефляционных процессов, из них уже подвержено разрушению и требует восстановления 17 % от всех сельскохозяйственных земель. Эрозивные процессы наиболее сильно проявляются в степной и южной лесостепной зонах области.

Земельный фонд

Земельный фонд России – один из крупнейших в мире (таб.6).

Таблица 6.

Структура земельного фонда России и мира

Часть литосферы	Весь мир	Россия
млн. га	%	млн. га	%
Земли, покрытые водой		2,1	71,2	4,2
Малоизмененная природа:
Леса и кустарники		27,0		46,0
Болота		2,7	109,1	6,4
Прибрежные осыпи, ледники, скальные грунты, полярные пустыни и др. неиспользуемые земли		26,5	185,1	10,8
Используемые земли
Сельскохозяйственные угодья		32,0		13,0
Оленьи пастбища		4,7	319,9	18,7
Дорого, земли под строениями и сооружениями.		2,0	13,4	0,8
Земли, нарушенные и находящиеся в стадии восстановления.		3,0	2,0	0,1
Итого			1709,7

Земли по своему назначению классифицируются следующим образом (рис 5.3.)

Рис. 5. 3. Классификации земель по назначению.

В Омской области общая площадь земель сельскохозяйственного назначения (пашни, сенокосы, пастбища, залежи и др.) - 9 млн. 473 тыс. га (67%). Этот процент определяет социально-экономическое развитие региона. Земли государственного лесного фонда составляют около 3 млн. 933 тыс. га (28%). Основная их часть располагается в северной и лесостепной зонах. На юге области леса занимают незначительную площадь и имеют почвозащитное значение. Общая площадь земель населенных пунктов 226 тыс. га (2%). Земли водного фонда составляют около 146 тыс. га (1%). Земли промышленности, транспорта, связи, радиовещания, космического обеспечения, энергетики - около 50 тыс. га (0,4 %). В этой категории наибольшие площади занимают земли под дорогами (26 тыс. га) и под строениями и сооружениями (18 тыс. га). Земли запаса (резерв для расширения сельскохозяйственного производства) составляют 285 тыс. га (чуть более 2%). Кроме того, более 2 тыс. га отведены под свалки бытовых и производственных отходов.

Антропогенное воздействие на почву

Основные воздействия на почву зачастую ведут к ухудшению или деградации почв. Различают следующие виды антропогенного воздействия на почвы:

· Эрозия (ветровая и водная);

· Загрязнение;

· Вторичное засоление и заболачивание;

· Опустынивание;

· Отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Почвенная эрозия

Под эрозией почвы понимают многообразные процессы разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды и ветром. В связи с этим различают водную и ветровую (эоловая, дефляция) эрозию. Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными (таб. 7).

Таблица 7.

Типы эрозии почв и ее последствия

Водная	Ветровая
Размыв и унос плодородного слоя	Унос плодородного слоя пыльными бурями
Образование оврагов	Запыление атмосферы
Занос культурных земель мелкоземом	Заносы шоссейных и железных дорог
Снижение плодородия	Нарушение в движении воздушного транспорта
Потеря пахотных земель	Повреждение посевов
Снижение урожая	Ухудшение водного режима рек
Воздействие на слизистые оболочки человека

У нас в стране и в мире водной эрозии подвержен 31% суши, ветровая эрозия действует на 34 % суши.

Почвенная эрозия может быть вызвана естественными и искусственными (техногенными) факторами.

Естественными факторами дефляции являются: жесткие гидротермические условия (малое количество осадков, высокие и низкие температуры), активный ветровой режим, значительное количество почв легкого механического состава со слабой структурой и плохая защищенность почвенного покрова растительностью.

К антропогенным факторам дефляции относится: сокращение лесов, неправильные приемы агротехники (например, распашка крутых склонов).

Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра. Пыльные бури возникают при сильных и продолжительных ветрах (скорость ветра до 20-30 м/с). Наиболее часто наблюдаются в сухих степях, пустынях. Пыльные бури способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни. При этом попутно загрязняется атмосферный воздух, водоемы.

В 1928 году пострадали огромные площади от Дона до Днепра, ветер поднял более 15 тонн черноземной пыли до высоты 400-700 м, при этом выдувание достигло 10-12 см, а местами до 25 см, т.е. практически был унесен весь верхний плодородный почвенный слой.

Основная причина развития водной эрозии - антропогенная деятельность. Факторами, способствующими развитию этого процесса, являются: неровный рельеф местности, ливневый режим выпадения осадков, неравномерное распределение снежного покрова и высокая интенсивность его таяния и др. явления.

Среди различных проявлений водной эрозии самым неблагоприятным является - образование оврагов. Экологический ущерб от оврагов огромен: овраги уничтожают ценные с/х земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища.

Площадь оврагов на территории Русской равнины составляет 5 млн. га и продолжает увеличиваться. Ежегодные потери почв из-за развития оврагов до 100-200 га.

К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение почв при разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (разрушение почв при интенсивном выпасе скота) и ирригационную эрозию (нарушение почв при прокладке каналов, нарушении норм поливов).

Загрязнение почв

Основными загрязнителями почвы являются:

· Ядохимикаты (пестициды).

Ежегодно в мире используется 1 млн. тонн различных химикатов (в России на 1 жителя в год приходится 1 кг).

В настоящее время влияние пестицидов на человека приравнено к влиянию радиоактивных веществ, т. к. даже их ничтожные концентрации подавляют иммунную систему, обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Наиболее опасны хлорорганические соединения, сохраняющиеся в почве в течение многих лет. Пестициды, приникающие в растения из загрязненных почв, накапливаются в биомассе и в последствии могут поражать пищевую цепь.

· Минеральные удобрения (используемые в неумеренных количествах).

Последствием неправильного использования удобрений является закисление почв и эвтрофикация. Большое количество нитратов в почве снижает содержание в ней кислорода, что в свою очередь способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов – закиси азота и метана. Кроме того, нитраты с растительной пищей могут попадать в организм человека.

· Отходы и отбросы производств.

В России ежегодно образуется свыше 1 млд. тонн отходов, из которых более 50 млн. тонн особо токсичные. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами.

· Газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

Так в близи ртутного комбината из-за газодымовых выбросов содержание ртути в почве может превышать допустимую концентрацию в сотни раз. Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Большое количество земель загрязнено медью, свинцом, радионуклидами и радиоактивными изотопами и др.

· Нефть и нефтепродукты.

Загрязнение этими веществами происходит при авариях на магистралях нефтепроводов, при несовершенных технологиях нефтедобычи, технологических выбросах и т.д.

Загрязненные почвы утрачивают способность к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов. Так в загрязненной почве возбудители тифа сохраняются до полутора лет, тогда как в незагрязненных лишь в течение 2-3 суток. Через пищевые цепи (человек-почва-человек, животные-почва-человек, почва-человек) возбудители различных заболеваний (дизентерия, брюшной тиф, сибирская язва, туляремия, столбняк, ботулизм) могут проникать в организм человека.

Вторичное засоление и заболачивание

Процессы засоления и заболачивания происходят в результате неумеренного полива орошаемых земель в засушливых районах.

Засоление ослабляет вклад почв в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растений, появляются новые – солестойкие, усиливаются миграционные процессы.

В мире процессам вторичного засоления подвержены около 30 % орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России – 36 млн. га (18 % от общей площади орошаемых земель).

Заболачивание сопровождается: деградационными процессами в биогеоценозах, накоплением на поверхности неразложившихся останков, ухудшением агрономических свойств почв, снижением продуктивности лесов. Наиболее активно заболачивание наблюдается на Западно-Сибирской низменности, в Нечерноземной зоне России, в зонах вечной мерзлоты.

Опустынивание

Опустынивание - процесс необратимого изменения почвы и растительности, приводящий к снижению биологической продуктивности и в экстремальных случаях к полному разрушению биосферного потенциала и превращающий территорию в пустыню.

На территории подверженной опустыниванию ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, падает биологическая продуктивность.

В докладе ЮНЕП (организация ООН по окружающей среде) подчеркивается, что опустынивание – это результат длительного исторического процесса, в ходе которого неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению характеристик природной среды. Таким образом, можно выделить две группы факторов, приводящие к опустыниванию – природные и антропогенные (таб. 8).

Таблица 8.

Опустынивание (основные факторы и причины развития)

Природные	Антропогенные
Неблагоприятные метеоусловия (длительные засухи)	Вырубка деревьев и кустарников
Засоление почв	Перевыпас скота
Преобладание почв легкого механического состава	Интенсивная распашка и засоление почв
Снижение уровня грунтовых вод	Нерациональное водопользование
Ветровая и водная эрозии	Выжигание прошлогодней сухой травы

«Если эрозия это недуг ландшафта, то опустынивание – смерть».

В настоящее время в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га земель. И этот процесс наблюдается практически на всех континентах. Угрожает опустынивание более 3,2 млрд. га, где проживает 700 млн. человек. Особенно опасно положение земель в Африке.

Отчуждение земель под строительство

По данным ООН в мире при строительстве ежегодно необратимо нарушается почвенный покров и теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Но эти потери с развитием человеческой цивилизации неизбежны.

Сельское хозяйство как один из факторов воздействия

на окружающую среду

Сельское хозяйство, требуя огромных площадей, оказывает значительное воздействие на природную среду.

Сильнее всего на природную среду влияет земледелие, которое может приводить к разрушению почвенных экосистем, потере плодородия, водной и ветровой эрозии, уплотнению почвы. Животноводство влияет на природу меньше. Но перевыпас скота и не переработанные отходы животноводческих комплексов также являются значимыми факторами воздействия на окружающую среду.

К общим нарушениям, вызываемым сельскохозяйственной деятельностью, можно отнести:

· загрязнение поверхностных и грунтовых вод, деградация водных экосистем при эвтрофикации;

· сведение лесов и деградация лесных экосистем (обезлесивание);

· нарушение водного режима на значительных территориях (при осушении или орошении);

· опустынивание в результате комплексного нарушения почв и растительного покрова;

· уничтожение природных мест обитаний многих видов живых организмов и как следствие вымирание и исчезновение редких и прочих видов.

Кроме того, во второй половине XX века появилась ещё одна проблема - уменьшение в сельскохозяйственной продукции витаминов и накопление различных токсикантов (нитратов, пестицидов, гормонов, антибиотиков и др.).

Продуктивность современного сельского хозяйства в значительной степени зависит от использования минеральных и органических удобрений. По мнению ученых, удельный вес минеральных удобрений в системе мер повышения урожаев может достигать 70 %. В России производство минеральных удобрений в середине XX в. стало значительно расширяться.

Необходимость применения минеральных удобрений одновременно с повышением урожайности вызывает загрязнение почв и поверхностных вод, как биогенными элементами, так и балластными веществами. Например, при внесении в почву калийного удобрения хлорида калия вместе с необходимым для растений калием вносится и вредный хлор.

При нарушении правил транспортировки, за счет смыва удобрений с поверхности полей в поверхностные стоки (реки, озера, моря и др.), в процессе водной и ветровой эрозии почвы, при передозировке и

бесконтрольном использовании минеральных удобрений содержание биогенных элементов и балластных соединений в почве и воде может достигать токсического уровня. Эти вещества по трофическим цепям способны попадать в организмы животных и человека.

В практике земледелия бесполезно теряется до 30 - 50% всех вносимых минеральных удобрений. Например, в полевых условиях растениями усваивается лишь около 40% от общего объема вносимого азота, 18 - 33% азота остается в почве, а 10 - 30% его улетучивается в виде различных газообразных соединений. Выделение оксидов азота в атмосферу влечет за собой не только экономические потери, но и способствует разрушению озонового слоя.

Сельское хозяйство является и основным источником поступления в биосферу соединений фосфора. Большое количество фосфатов ежегодно поступает в природные воды вследствие смыва фосфорных удобрений с полей под воздействием орошения и эрозионных процессов (с каждого гектара пашни ежегодно уносится до 10 кг фосфора), а также за счет возрастания производства различных фосфорсодержащих препаратов, используемых в сельском хозяйстве, быту, промышленности.

От других биогенных элементов фосфор отличается практическим отсутствием газообразных соединений и плохой растворимостью. Около 17 млн. тонн фосфора ежегодно поступает в Мировой океан и способствует эвтрофикации.

В современном земледелии используется и широкий ассортимент калийных удобрений (до 12 млн. тонн в год). Калий играет важную и многообразную роль в жизнедеятельности растений, однако большинство калийных удобрений содержит балластные вещества (например, хлор и натрий), которые не только загрязняют почву, но и в больших количествах токсичны для растений.

Помимо минеральных удобрений в сельском хозяйстве широко используются и органические. Сбалансированное содержание в них важнейших биогенных элементов и необходимых растениям микроэлементов приводит к формированию высоких урожаев, сохранению и повышению плодородия почв. Основное место среди органических удобрений принадлежит отходам животноводства - навоз и птичий помет. Рациональное использование этих отходов позволяет существенно снизить производство и применение минеральных удобрений. Одновременно решаются и проблемы утилизации и защиты окружающей среды от загрязнения экскрементами.

Нерациональное использование в качестве удобрений отходов животноводства приводит к загрязнению почвы и сельскохозяйственных растений патогенными микроорганизмами и семенами сорняков, а также к перенасыщению питательными веществами пахотного слоя. Биогенные элементы с поверхностными стоками способны поступать в водоемы, стимулируя развитие сине-зеленых водорослей, снижая содержание кислорода в воде, вызывая заморы рыбы.

Способствуют загрязнению биосферы при использовании отходов животноводства в земледелии - недостатки технологии переработки и внесения в почву (отсутствие специализированной техники и хранилищ, широкое использование не перепревшего навоза и др.).

В современном земледелии широко используют различные виды пестицидов. Эти ядохимикаты применяют для борьбы с насекомыми вредителями (инсектициды), сорными растениями (гербициды), бактериальными и грибковыми заболеваниями (бактерициды и фунгициды). Мировое производство пестицидов превышает 2 млн. т. в год, а ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований.

Пестициды, распыленные в воздухе, попавшие в водную и почвенную среду, наносят огромный вред всему живому (гибнут птицы и мелкие животные, планктон и бентос). Многие из пестицидов являются особо стойкими.

Насущной экологической проблемой сельского хозяйства является и быстрое нарастание темпов и масштабов деградации земельных ресурсов. В России с 90-х годов 20 века выбыло из сельскохозяйственного оборота 25,6 млн. га сельхозугодий, в том числе пашни - 8,2 млн. га. Основными причинами сокращения аграрных площадей - развитие эрозионных процессов, зарастание лесом и кустарником, подтопление и заболачивание земель, отчуждение земель на несельскохозяйственные нужды. В некоторых регионах эти процессы происходят на фоне попытки компенсировать сокращение ценных аграрных земель за счет освоения новых участков, которые зачастую оказываются малоплодородными.

В результате переуплотнения почвы тяжелой сельскохозяйственной техникой в России ближайшие годы может быть утрачено до 10-15% пашни и 5-10% пастбищ.

С 1970 г. до настоящего времени в России площадь пашни с эродированными, засаленными и кислыми почвами увеличилась примерно в 2 раза, с переувлажненными и каменистыми - в 3, супесчаными - в 8 раз.

Происходит дальнейшее уменьшение самого плодородного - гумусного горизонта почвы, а потери органического вещества восполняются лишь на одну треть. За последние 30-40 лет черноземы русской равнины потеряли треть своего гумуса, их плодородный слой уменьшился на 10-15 см.

Рациональное природопользование в сельском хозяйстве предусматривает: применение органо-минеральных удобрений в нормированных дозах; увеличение биологической азотфиксации, за счет расширения площади посевов бобовых; борьбу с эрозией при помощи специальных приемов обработки почвы и лесопосадок; севооборот; использование сидератов (культуры, зеленую массу которых запахивают в почву); сухое земледелие в южных районах; использование легкой сельскохозяйственной техники и др.

антропогенные воздействия

на Горные породы их массивы и недра

Горные породы – природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, которые образуют самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

В процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры, в той или иной степени претерпевают: сжатие, растяжение, сдвижение, водонасыщение, вибрации и др. воздействия.

К числу основных антропогенных воздействий на горные породы относятся: статические и динамические нагрузки, тепловое и электрическое воздействия.

Статические нагрузки возникают при строительстве зданий и сооружений. При этом образуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубины 70-100 м.

К динамическим нагрузкам относятся вибрации, удары, толчки и др. явления, которые типичны при работе транспорта, строительных машин, заводских механизмов и др. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые породы (пески, торф и др.). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются. Кроме того, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов и др. неблагоприятных процессов.

Взрывы (производимые при строительстве дорог, добыче ископаемых и др.), также относящиеся к динамическим нагрузкам и сходны по своему действию с сейсмическими воздействиями. Очень часто в результате взрывов возникают оползни, обвалы, осыпи и др.

Тепловое воздействие обычно возникает при подземной газификации углей и в основании доменных и мартеновских печей. При этом температура пород может повышаться до 40-50- 100°С. В результате породы стекают, каменеют и утрачивают первоначальные свойства.

Электрическое воздействие создает электрифицированный транспорт, ЛЭП и др. Это воздействие порождает блуждающие токи и поля, изменяющие электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород.

Воздействия на массивы горных пород приводят к таким ущербообразующим процессам как оползни, карст, подтопление и т.п.

Оползни – скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса и нагрузки (сейсмической, вибрационной и др.). Оползни нарушают массивы горных пород, негативно влияют на поверхностный сток, нарушают почвенный покров, могут привести к человеческим жертвам.

Карст – явления и процессы, возникающие в горных породах, растворяемых природными водами. Карст характеризуется комплексом поверхностных (карстовые воронки, желоба, котловины и др.) и подземных (пещеры, полости, ходы) форм рельефа. Карстовые пещеры могут быть и уникальными памятниками природы, где располагаются сталактиты и сталагмиты.

Карст широко распространен в мире и в России (Сев. Кавказ, Башкирия, Московская область).

Подтопление – повышение уровня грунтовых вод. Наблюдается подтопление при строительстве водохранилищ, авариях на подземных коммуникациях. Подтопление приводит к переувлажнению и заболачиванию массивов горных пород. При подтоплении активизируются оползни, карст, возрастает сейсмическая активность.

Недра – это верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Недра это: источник минерально-сырьевых и энергетических природных ресурс; место захоронения вредных веществ, отходов производств; хранилище нефти и газа; среда возведения подземных сооружений; особо охраняемые природные территории (карстовые пещеры).

Экологическое состояние недр определяется, прежде всего, силой и характером воздействия на них человеческой деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. За один год в мире извлекается и перерабатывается более 150 млрд. т горных пород, откачиваются миллионы кубометров подземных вод, накапливаются горы отходов.

Основные экологические последствия разработки недр

для литосферы

· изменение рельефа местности за счет карьерных выемок, терриконов (отвалы пустых пород вынутых из шахт) и др.

· активизация карста, оползней;

· изменение физических полей;

· загрязнение и нарушение почв;

для гидросферы

· ухудшение качества поверхностных и подземных вод;

· истощение водоносных горизонтов;

· осушение болот, почв и др.;

для атмосферы

· загрязнение атмосферного воздуха выбросами из горных выработок (газы, пыль);

для растительного и животного мира

· нарушение и вырождение растительного покрова;

· нарушение местообитаний и гибель животных.

Охрана почв, горных массивов и недр

Охрана почв горных пород и недр от прогрессирующей деградации и необоснованных потерь складывается из следующих мероприятий.

1. Защита почв от водной и ветровой эрозии, которая: организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.

Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий (рациональное распределение земельных угодий, почвозащитные севообороты, регулирование выпаса скота и др.) и обеспечение его выполнения.

Агротехнические мероприятия складываются из фитомелиорации (севообороты с многолетники травами), противоэрозионной обработки почв (безотвальная глубокая пахота, поперечная вспашка, оставление на убранных полях стерни, соломы и др.) и снегозадержания (прикатывание, пахота снега и др.).

Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании ветрозащитных и приовражных лесных полос, кустарниковых полос поперек склонов, сохранении дернового покрова в пределах водоохранных зон и др.

Гидротехнические мероприятия предусматривают создание гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока.

Для восстановления и оптимизации нарушенных ландшафтов применяют рекультивацию, которая включает следующие этапы:

подготовительный - складывается из обследования нарушенных территорий, составления технико-экономического обоснования и проекта предполагаемых работ.

горно-технический - включает химическую мелиорацию, которую обычно выполняют предприятия ведущие разработку полезных ископаемых.

биологический - предусматривает восстановление плодородия путем посева злаково-бобовой смеси, облесения, известкования, рыхления до глубины 60 см, внесения удобрений и др.

На восстановленной территории создаются с/х угодья, лесонасаждения, водоемы, зоны отдыха, жилые и промышленные застройки и т.д.

2. Защита от загрязнения, которая предполагает:

- предотвращение попадания загрязняющих веществ в почву;

- очищение от загрязнения (путем удаления верхнего загрязненного слоя почвы, интенсификации микробного разложения органических загрязнителей, известкования почвы, внесения бурого угля, и др.).

3. Защита почв от вторичного засоления и заболачивания в рамках которой необходимо соблюдение норм полива, дренаж, гидроизоляция оросительных каналов.

4. Ведение земельного кадастра, который содержит сведения о природном, хозяйственном и правовом положении земель. Эти данные служат целям организации эффективного использования земель и их охраны, правильного размещения и специализации сельскохозяйственного производства, мелиорации земель и химизации сельского хозяйства.

5. Обеспечение полного и комплексного геологического изучения недр.

6. Соблюдение установленного порядка пользования недр.

7. Рациональное использование недр и недопущение самовольного использования.

8. Охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров, загрязнения и др.

9. Охрана памятников природы (карстовые пещеры и др.)

10. Борьба с неблагоприятными геологическими процессами и создание искусственных форм рельефа.

Дата добавления: 2014-11-07